6.1 BÚSQUEDA DE EVIDENCIAS DE EXPOSICIÓN A CONTAMINANTES ORGÁNICOS EN INVERTEBRADOS BENTÓNICOS DEL MAR INTERIOR DE CHILOÉ: USO DE BIOMARCADORES BIOQUÍMICOS (CONA-C11F 05-03)

Mónica Montory, Gustavo Chiang & Ricardo Barra Unidad de Sistemas Acuáticos, Centro de Ciencias Ambientales EULA-Chile, Universidad de Concepción.

INTRODUCCIÓN La contaminación por compuestos xenobióticos orgánicos de origen natural o antropogénico, se ha transformado en un problema ambiental global, debido a su uso masivo y emisiones continuas al ambiente, pero sobre todo debido a su toxicidad (la mayor parte de ellos tienen una elevada toxicidad crónica, alterando funciones inmunológicas, desarrollo y reproducción de animales y vegetales (Barra et al., 2005), bioacumulabilidad debido a su escasa solubilidad en agua y su liposolubilidad permiten que sean concentrados en el tejido adiposo de los organismos, además de biomagnificarse a lo largo de las cadenas tróficas (i.e. mamíferos marinos), persistencia (alta resistencia a procesos de degradación, a causa de sus propiedades físicoquímicas) y movilidad en ambientes acuáticos y atmosférico (Wania & Mackay, 1993). Una amplia variedad de compuestos xenobióticos (organoclorados, organofosforados, metales, hidrocarburos aromáticos policíclicos, etc.) son parte de procesos de biomagnificación, que ocurren preferentemente a través de transferencias tróficas, como el principal mecanismo que gobierna la acumulación en organismos, como se ha confirmado en numerosos estudios (e.g. Van der Oost et al., 1988; Zaranko et al., 1997; Metcalfe y Metcalfe, 1997). Una forma de evaluar la exposición de organismos a compuestos xenobióticos, consiste en el uso de los llamados Biomarcadores. Así, un biomarcador se define como un cambio en una respuesta biológica (desde cambios moleculares, fisiológicos hasta de comportamiento) que se pueden relacionar con exposición a efectos tóxicos de contaminantes ambientales (Peakall et al., 1994). Por otra parte McCarty & Munkittrick (1996) definen bioindicador como una respuesta (antropogénicamente inducida) en parámetros moleculares, bioquímicos o fisiológicos que se pueden ver reflejados en uno o más niveles de organización biológica (organismo, población, comunidad, ecosistema). Los biomarcadores pueden ser usados para evaluar la salud de organismos y para obtener señales de alerta temprana de riesgos ambientales (Payne et al., 1987), debido a que la mayoría de los biomarcadores usados son indicadores a corto plazo de efectos adversos a largo plazo, pudiendo permitir la intervención antes de que se presentes efectos irreversibles (McCarty y Munkittrick, 1996).

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Crucero CIMAR 11

En este estudio, se determinó las respuestas de biomarcadores medidas como la inducción de la actividad del Citocromo P450 , una oxidasa de función mixta (MFO) en el crustáceo Eurypodius longirostris, en forma simultánea se evaluó las concentraciones de Bifenilos Policlorados (PCBs), en muestras de sedimento superficial desde 10 estaciones durante el crucero CIMAR 11 que abarcó la zona entre el Seno de Reloncaví (41º 31’ 44’’ S) y boca del Guafo (43º 39’ 3’’ S) en el período de julio de 2005 (Fig. 1). Las muestras fueron colectadas en terreno mediante dragas, transportadas al laboratorio y almacenadas a –20 °C hasta su posterior análisis. En el laboratorio las muestras fueron analizadas para humedad, contenido de carbono orgánico, textura y contaminantes mediante cromatografía de gases con detector de captura de electrones (GCECD) para el análisis de PCBs. La actividad EROD fue cuantificada mediante un análisis espectrofluorimétrico, según Barra et al. (2001). En términos generales, los sedimentos extraídos se caracterizan por presentar texturas limosas con escasa presencia de fracciones gruesas (arena), las características granulométricas son semejantes exceptuando la estación CQ-3, la cual se diferencia del resto por presentar un menor tamaño de partícula, siendo clasificadas como limos muy finos de acuerdo a la clasificación de Wentworth. La Tabla I muestra las características granulométricas y sus descriptores, confirmando lo anteriormente expuesto. Las muestras no presentan grandes variaciones en el contenido de carbono orgánico (C.O) (Tabla II), aunque se destaca la estación QL-7 con un valor cercano al 5%. En contraste, las estaciones QL-1, QL-3 y CQ-3 presentan un bajo porcentaje, cercano al 2%. Del universo muestreado, sólo en 9 estaciones se logró obtener muestras de Eurypodius longirostris, esto no quiere decir que no existiera otra fauna, en la mayoría de las estaciones donde se lanzó la rastra se obtuvo lenguados y poliquetos; no obstante, de las 9 estaciones sólo en 5 de ellas se obtuvo un número significativo (mayor o igual a 3) como se aprecia en la Tabla II. La actividad de MFO es en general baja (Fig. 2); sin embargo, se observan diferencias entre las estaciones, que no llegan a ser estadísticamente representativas. La actividad EROD presenta su máximo nivel en la estación QL-1 y DQ-6, y la menor actividad está dada por QL-3. Es importante destacar que este caso es una medida de la actividad específica, cada valor está normalizado con el contenido de proteína del hepatopáncrea de cada individuo. La mayor actividad de DQ-6 podría deberse a que existen gran cantidad de centros de cultivo concentrados en esta zona del canal Quinchao, aportando contaminantes al sistema, a la vez que esa estación se encuentra cerca de la ruta marítima. La actividad EROD más elevada en la estación QL-1, también podría ser explicada por la cercanía con Quellón, uno de los mayores centros urbanos de la zona. Por otro lado, en esa zona, según estudios del CIMAR-10 Fiordos, se detectaron elevados niveles de hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) en sedimentos de origen

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pirogénico. Estos PAHs podrían ser el motivo de la inducción de la MFO en esta estación (Tabla III).

REFERENCIAS BARRA, R., J. C. SÁNCHEZ-HERNÁNDEZ, R. ORREGO, J. F. GAVILÁN & O. PARRA (2001). Bioavailability of PAHs in caged fish in the lower Biobío river in central Chile Chemosphere 45 (4-5): 439-444. BARRA, R., P. POPP, R. QUIROZ, C. BAUER, H. CID & W. VON TÜMPLING (2005). Persistent toxic substances in soils and waters along an altitudinal gradient in the Laja River Basin, Central Southern Chile. Chemosphere 58(7): 905-915. MCCARTY, L. S., & K. R. MUNKITTRICK (1996). Environmental biomarkers in aquatic toxicology: Fiction, fantasy, or functional? Human and Ecological Risk Assessment 2 (2): 268-274. METCALFE, T. L., & METCALFE, C. D. 1997. The trophodynamics of PCBs, including mono- and non-ortho congeners, in the food web of North-Central Lake Ontario. Sci. Total Environ. 201, 245-272. PAYNE, J. F., L. L. FANCEY, A. D. RAHIMTULA & E. L. PORTER. 1987. Review and perspective on the use of mixed-function oxygenase enzymes in biological moitoring. Comp. Biochem. Physiol. 86C, 233-245. PEAKALL, D. W. & C. H. WALKER. 1994. The role of biomarkers in environmental assessment (3). Ecotoxicology 3, 173-179. VAN DER OOST, R., H. HEIDA & A. OPPERHUIZEN. 1988. Polychlorinated biphenyl congeners in sediments, plankton, molluscs, crustaceans, and eel in a freshwater lake: implications of using reference chemicals and indicator organisms in bioaccumulation studies. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 17, 721-729. WANIA, F. & D. MACKAY, (1996) Tracking the distribution of persistent organic pollutants, Environ. Sci. Technol. 30: 390-396. ZARANKO, D. T., R. W. GRIFFITHS & N.K. KAUSHIK. 1997. Biomagnification of polychlorinated biphenyls through a riverine food web. Environ. Toxicol. Chem. 16, 1.463-1.471.

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Crucero CIMAR 11

Tabla I. Caracterización granulométrica de los sedimentos recolectados Estación

Media Arit Φ) (Φ

dS (Φ Φ)

% Carbono Orgánico

% de Humedad

DQ-6 CL-7 QL-1 QL-3 QL-7 CQ-3

6,604 6,397 6,318 6,814 6,731 8,42

0,98 0,74 0,69 1,13 1,05 1,81

3,74 4,40 2,25 2,29 4,59 2,33

53 61 30 34 48 32

Tabla II. Cantidad de individuos por estación.

Estación CQ-3 DQ-6 QL-1 QL-3 QL-7 CQ-5 DQ-2 DQ-5 DH-6

N° de individuos 7 3 10 6 12 1 1 1 1

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Clasificación Textural Wentworth Limo fino Limo fino Limo fino Limo fino Limo fino Limo muy fino

Tabla III. Concentración de 16 PAHs en muestras de sedimentos en áreas vecinas a las muestreadas en el Crucero CIMAR 10 (en ng g–1). ESTACIONES Naftaleno Acenaftileno Acenafteno Fluoreno Fenantreno Antraceno Fenantreno, 3,6-dimetil Fluoranteno Pireno Benzo (a) antraceno Criseno Benzo (b)+(K) Fluoranteno Benzo (a) Pireno Indeno(1,2,3cd)pireno Dibenzo (a,h)antraceno Benzo (ghi)perileno total

24 n.d. 2,93 2,93 1,30 47,28 179,99 12,06 13,04 11,41 18,59 17,28 71,08 19,56 90,65 61,95 33,91 584,00

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29 2,13 3,19 2,84 53,90 33,69 116,67 10,99 9,22 4,96 41,49 39,01 112,42 47,87 28,72 168,45 57,80 733,37

41 0,36 1,27 0,73 3,45 47,70 204,57 1,81 33,37 5,44 42,62 39,90 79,43 14,69 15,23 32,28 18,86 541,72

43 3,53 7,06 3,53 7,06 76,19 237,14 16,15 21,70 13,62 43,39 180,63 108,48 23,21 6,05 7,57 9,08 764,39

Crucero CIMAR 11 60°

7

20°

40°

40°

42° S 50°

50°

90°W 53°W Antártica Chilena 60°

60°

O c é a n o

CIMAR 11 Fiordos 43°

Sección CP 1 2 4 3 5 6 7

C h i l o é

30°

3

20

5 6

Sección QL 3 6 54 7 8

9

21 32

G. Corcovado

2 4

5

4

Sección HC 4 5 2 3 6 1 7 8

14 16

Sección CQ 13

Estero Reloncaví 6

8

9

G. Ancud

Sección DQ Sec 1 2 3 ció nD 45 H 1 Castro1 2 6 3 4 2 5 4 56 7 8 6 78 Sección CL

I s l a

30°

P a c í f i c o

20° 80°W S

7

33

36

1 38

9 41

Boca del Guafo

Ba.Tictoc

51 49

50

44° 75° W

74°

73°

Figura 1: Área de estudio y estaciones de muestreo

EROD pmil/mg/proteina

0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 CQ-3

DQ-6

QL-1

QL-3

QL-7

Figura 2: Actividad EROD de Eurypodius longirostris en cada sitio de muestreo. — 166 —